DE1513444A1

DE1513444A1 - Regeleinrichtung fuer Arbeitsvorgaenge

Info

Publication number: DE1513444A1
Application number: DE1965S0095993
Authority: DE
Inventors: Montgomerie George Alan
Original assignee: Serck R&D Ltd
Current assignee: Serck R&D Ltd
Priority date: 1964-03-16
Filing date: 1965-03-16
Publication date: 1969-10-09
Also published as: GB1106651A; GB1106652A; US3445638A; NL6503298A

Description

Serck R. & D. Limit of Warwick Road, Birmingham, England, Großbritannien

Regeleinrichtung für Arbeitsvorgänge

Die Erfindung bezieht sich auf Regelgeräte für Arbeitsvorgänge in der Ausführung, die den Wert eines Parameters mißt, ihn mit dem gewünschten Wert des Parameters vergleicht und ein Regelelement einstellt, welches bewirkt, daß sich der Parameter seinem gewünschten Wert nähert. Es ist die Absicht dieser Erfindung, ein Regelgerät dieser Art in einer zufriedenstellenden Ausführung zur Verfügung zu stellen.

Regelgeräte gemäß der Erfindung bestehen aus einer ersten Zähleinrichtung, Mittel um in genannter Zähleinrichtung einen Zählstand hervorzurufen, der dem gewünschten Wert des Parameters entspricht, erste Mittel, einschließlich eines Elementes, das auf den Wert des Parameters anspricht, zur Lieferung eines intermittierenden Signals, dessen mittlere Frequenz vom Wert des Parameters abhängt, Mittel, die dazu dienen, den Zählstand durch eine Zahl, die von genannter Frequenz abhängt, zu verändern und weiterhin

Mittel, die auf den endgültigen, das Regelelement einstellenden Zählstand ansprechen.

Es wird jetzt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, von denen

Fig. 1 den Plan einer logischen Schaltung zeigt, der ein Beispiel des erfindungsgemäßen Regelgerätes für Arbeitsvorgänge darstellt;

Fig. 2 eine Blockzeichnung darstellt, die eine andere Ausführungsform der Erfindung versinnbildlicht.

Zuerst wird Bezug genommen auf Fig. 1. Es wird gewünscht, die Einstellung eines Flüssigkeitsregelventiles 10 in Übereinstimmung mit der Temperatur eines wärmeempfindlichnn Elements 11 zu regulieren. Element 11 ist Bestandteil eines Impulsmeßgenerators bzw. Analog-Digitalwandlers 12, der in Betrieb Impulse von einer Frequenz erzeugt, die vom Wert des Elements 11 bestimmt wird, das seinerseits vom Wert der zu steuernden Temperatur abhängt. Zur Schaltung gehört ebenso ein Bezugsimpulsgenerator Ij5·

Es sind auch zwei elektronische Zähler der bekannten Art vorgesehen, die eine Vielzahl miteinander verbundener bistabiler Schaltungen aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie in binärer Folge zählen. Jede dieser bistabilen Schaltungen hat einen Ausgangsanschluß, von dem ein Signal ausgeht, wenn sich die Schaltung in einem bestimmten Zustand befindet, von dem aber kein Signal ausgeht, wenn sie sich in ihrem anderen Zustand befindet. Der Einfachheit halber

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wird nachstehend der Zustand, In dem ein Signal erzeugt wird, als der "eingeschaltete" Zustand und der Zustand., in dem kein Signal erzeugt wird, als der "ausgeschaltete" Zustand bezeichnet,

In der Folge sind ferner die Sperren oder Tore mit den englischen Bezeichnungen AND-Sperren (UND) oder NOR-Sperren (ODER-NICHT) versehen.

Zähler 14 wird nachstehend als Signalzähler bezeichnet. Der Zählstand dieses Zählers am Ende jeder Zähl folge dient, wie noch beschrieben wird, zur Beeinflussung der Einstellung von Ventil 10. Der Zeitregelungszähler 1.5 wird andererseits hauptsächlich zur Steuerung der Zeitregelung notwendiger Zählfeigen verwendet. Die Ausgangseinstel lung des Signals; ählers 14 wird von einer Reihe von Schaltern bestimmt. Diese Schalter 16 leiten ein Signal, das in Leitung 17 empfangen wurde, in gewählte Leitungen der bistabilen Schaltung des Zählers 14, Wi*- noch beschrieben wird, wird ein Impuls in Leitung 17 zu einen: Zeltpunkt empfangen, in dem der* Zählstand des Zählers 14 gleich Null ist (z. B. wenn sich alle bistabilen Schaltungen in ausgeschaltetem Zustand befinden) und die gewählten Schaltungen dann in ausgeschalteten Zustand gebracht werden. Auf diese Weise bilden die Schalter 16 und die Schaltungen (noch nicht beschrieben) mittels derer ein Impuls erzeugt und Leitung 17 zugeführt wird, in Kombination miteinander Mittel, wodurch eine gewünschte Zahl im Zähler 14 eingestellt werden kann. Es sind ebenso Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe der Zeitregelungszähler 15·erneut eingestellt werden kann. In diesem Fall werden alle bistabilen Schaltungen durch einen Impuls über eine Leitung 18 auf ihren "eingeschalteten" Zustand zurückgebracht.

Der Signalzähler 14 ist umkehrbar, d. h. Impulse, die

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ihm durch Leitung I9 zugeführt werden, zählen entweder zum bestehenden Zählstand dazu oder ziehen sich von ihm ab. Zu diesem Zweck ist Leitung I9 mit verschiedenen Teilen des Zählers durch zwei AND-Spe.rren 20, 21 verbunden. Jede dieser Sperren hat einen zweiten Eingangsanschluß 20a, 21a, und Impulse werden dem Zähler nur dann durch eine der beiden Sperren zugeführt, wenn der zweite Eingangsanschluß dieser Sperre nicht von anderer Stelle ein Signal empfängt. Impulse, die durch Sperre 20 hindurchgehen, zählen sich zu dem bestehenden Zählstand hinzu, während Impulse, die durch Sperre 21 geleitet werden, sich vom Zählstand abziehen.

Alle Ausgangsanschlüsse von Zähler 14 sind mit einer NOR-Sperre 22 verbunden, deren Ausgang als Leitung 2 3 dargestellt wird. So wird in Leitung 25 nur ein Signal gegeben, wenn sich alle bistabilen Schaltungen von Zähler 14 in ausgeschaltetem Zustand befinden.

Zähler I5 ist so angebracht, daß Impulse, die von Leitung 24 empfangen werden, sich stets zum bestehenden Zählstand addieren. Nachdem der Zähler so durch ein Signal in Leitung 18 neu eingestellt wurde, wird ein erster Impuls ein Verschwinden des Signals am Ausgangsanschluß der ersten bistabilen Schaltung bewirken, ein zweiter Impuls bewirkt, daß dieses Signal wieder erscheint, begleitet vom Verschwinden des Signals am Ausgangsanschluß der zweiten bistabilen Schaltung usw. in normaler binärer Zählfolge. Der Einfachheit halber hat der gezeigte Zähler 15 zwölf bistabile Schaltungen und die Ausgangsanschlüsse derselben werden als erster, zweiter und zwölfter Ausgangsanschluß bezeichnet.

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Der erste Ausgangsanschluß des Zeltregelungszählers 15 ist mit einem Anschluß 25 verbunden. Der erste bis elfte Anschluß ist entsprechend mit den elf Anschlüssen eines ersten Wählschalters 26 verbunden. Der zweite bis zwölfte Anschluß ist mit einem zweiten Wählschalter 27 verbunden, der mit dem ersten Wählschalter 26 verbunden ist, so daß bei Einstellung auf den η-ten Ausgangsanschluß durch Schalter 26 der (n-t-l)te Ausgangsanschluß von Schalter 27 eingestellt wird. Ein dritter Wählschalter 28 besitzt zwölf Anschlüsse, die entsprechend mit den zwölf Ausgangsanschlüssen des Zählers 15 verbunden sind. Eine weitere Abzweigung 29 wird von einem der Ausgangsanschlüsse abgenommen, wie es beim neunten Ausgangsanschluß gezeigt wird.

Die Schalter 26 und 27 und die Anschlüsse 25, 29 sind mit den ersten vier Stufen eines Abschnitts-Ring-Zählers verbunden. Dieser Zähler besteht aus bistabilen Schaltungen (Stromkreisen) 30, 31, 32, '$} und j54 und NOR-Sperren 36, 37, 38, 39 und 40. Wie gezeigt, besitzt jede bistabile . Schaltung zwei Ausgangsanschlüsse und wenn sich die Schaltung in einer ersten Einstellung befindet, dann wird an einem Anschluß ein Signal erzeugt, nicht aber am anderen, und wenn sich die Schaltung in ihrer anderen Einstellung befindet, wird das Signal am genannten anderen Anschluß gegeben. In der Zeichnung ist die Schaltung in einem Stand gezeigt, welcher bei Schaltung 30 der eingeschaltete Zustand genannt werden soll, während die anderen in ausgeschaltetem Zustand sind. Dabei erzeugt der erste Ausgangsanschluß 30a der Schaltung 30 ein Ausgangsaignal und der zweite Ausgangsanschluß 30b kein Ausgangs-

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signal. Die Schaltung 30 wurde vorher mittels eines Impulses, der vom Eingangsanschluß 30c ausging, in diesen eingeschalteten Zustand gebracht und kann nur mittels eines beim zweiten Eingangsanschluß 3Od eingehenden Impulses in den ausgeschalteten Zustand gebracht werden.

Es wird festgestellt werden, daß der Anschluß 30b mit einem Eingangsanschluß der Sperre 36 verbunden ist, die einen weiteren ELngangsanschluß, der mit Anschluß 25 verbunden ist, darstellt. Es wird natürlich bemerkt werden, daß Sperre 36 nur ein Ausgangssignal erzeugt, wenn einer ihrer Eingänge ein Signal empfängt. Der Ausgangsanschluß von Sperre 3b ist mit dem ersten Eingangsanschluß 31c der Schaltung 31 verbunden und der erste Ausgangsanschluß von 31 a ist mit dem Anschluß 3Od von Schaltung 30 verbunden. Wenn sich die Schaltungen 30, 31 in dem gezeigten Zustand befinden, wird das Löschen der beiden Eingangssignale an die Sperre 36 das Empfangen eines Impulses und ein Signal bei Anschluß 31^a zur B'olge haben. Dieses Signal wird der Schaltung 30 zugeführt, die den Zustand ändert und bei Anschluß 30b ein Signal erzeugt, um die Sperre 36 abzuschalten.

In ähnlicher Weise ist der zweite Ausgangsanschluß 31b von Schaltung (Stromkreis) 3I mit einem Eingangsanschluß von Sperre 37 verbunden, deren Ausgangssignal dem ersten Eingangsanschluß 32c von Schaltung 3² zugeführt wird. Der erste Ausgangsanschluß 32a von Schaltung (Stromkreis) 32 ist mit dem zweiten Elngangsanschluß von 31d von Schaitung 3I verbunden. Der zweite Ausgangsanschluß 32 b von Schaltung 32 ist mit einem

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Eingangsanschluß von Sperre 38 verbunden, deren Ausgang mit dem ersten Eingangsanschluß 33c von Schaltung 33 verbunden ist. Der erste Ausgangsanschluß 33^a von Schaltung 33 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß 32d von Schaltung 32 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluß 33b der Schaltung 33 ist mit einem Eingangsanschluß von Sperre 39 verbunden, deren Ausgangsanschluß mit dem ersten Eingangsanschluß 34c von Schaltung 34 verbunden ist. Der erste Ausgangsanschluß 34a von Schaltung 34 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß 33d von Schaltung 33 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluß 34b von Schaltung 34 ist mit einem Eingangsanschluß von Sperre 4o verbunden und der Ausgang dieser Sperre ist mit Anschluß 3Od zurückverbunden. Zur Vervollständigung ist der Ringanschluß 30a mit dem zweiten Eingangsanschluß 34d von Schaltung 34 verbunden. Es wird bemerkt werden, daß jederzeit eine und nur eine der Schaltungen 30, 31* 32, 33* 34 im eingeschalteten Zustand ist, die anderen sind im ausgeschalteten Zustand. Die Sperren, die den Ringzähler steuern, sind wie folgt geschaltet:

Sperre 37 besitzt Eingangsanschlüsse, die über die Leitung 23 mit dem Ausgangsanschluß von Sperre 22, Endanschluß 29 und Leitung I9 verbunden sind. Sperre 38 besitzt Eingangsanschlüsse, die mit Leitung 23, dem Ausgangsanschluß des Wählschalters 2b und mit Leitung I9 verbunden sind. Sperre 39 besitzt Eingangsanschlüsse, die mit Leitung 23, dem Ausgangsanschluß des Wählschalters 27 und der Leitung I9 verbunden sind. Schließlich besitzt

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die Sperre 40 einen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß einer NOR-Sperre 41 verbunden ist, deren Eingangsanschluß mit der Leitung 23 verbunden ist.

Der Signalzähler 14 empfängt seine Impulse von einem Bezugsimpulsgenerator IJ mit Steuerung durch die NOR-Sperren

42 und 4^. Sperre 42 empfängt Eingangssignale vom Endan-Schluß 30a, Endanschluß 34a und vom Generator IJ· Sperre

43 wird von der NOR-Sperre 44 gesteuert, die Eingangssignale vom Anschluß 34b und beim Ausgangsanschluß des Schalters 29 empfängt.

In verschiedenen Zeitpunkten während der Arbeitsfolge empfängt der Zeitregelungszähler 15 über Leitung 24 Impulse vom Bezugsimpulsgenerator I3 und dem Impulsmeßgenerator 12„, unter der Kontrolle der AND-Sperren 45, Die Ausgänge dieser Sperren sind beide mit der Leitung 24 verbunden, wobei Sperre 45 einen Eingang besitzt, der mit dem Anschluß 34b und Sperre 46 verbunden ist, deren Eingangsanschluß mit dem Anschluß 34a verbunden ist.

Das vorher erwähnte Signal, das den Zeitregelungszähler 15 über die Leitung l8 in Gang setzt, wird unter Kontrolle einer NOR-Sperre 47 erzeugt, deren Ausgangsanschluß über eine NOR-Sperre 47a und einem Verstärker 48 mit der Leitung 18 verbunden ist. Sperre 47 besitzt zwei Eingangsanschlüsse, die von den entsprechenden Ausgangsanschlüssen der Sperren 36 und 37 kommen.

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Das Einstellen des Zählers 14 wird mittels eines Signales vorgenommen, das von Sperre 22 ausgeht und von Verstärker 49 verstärkt wird. Der Verstärker 49 leitet auch einen Einstellimpuls an eine bistabile Schaltung 50, die einen Eingangsanschluß 50a besitzt, damit aufeinanderfolgende Impulse an Anschluß 50a den Zustand der Schaltung 50 ändern. In dem gezeigten Zustand (d. h. den ausgeschalteten Zustand) wird bei Anschluß 50b ein Ausgangssignal erzeugt und im anderen Zustand wird ein derartiges Signal nicht erzeugt .

Anschluß 50a ist mit dem Ausgangsanschluß einer AND-Sperre 51 verbunden, welche drei Eingangsanschlüsse besitzt, die entsprechend mit Leitung 23, Anschluß J4b " ' nschiuß 30b verbunden sind. Anschluß 50b ist mit einem Eing„ ^ einer NOR-Sperre 52 verbunden, der andere Eingang dieser Sperre ist mit Anschluß 34b verbunden und der Ausgang mit einem ersten Ausgangsanschluß 53· Der Ausgang von Sperre 52 ist auch mit einem Eingang einer NOR-Sperre 54 verbunden, die sowohl einen mit einem Anschluß 34b verbundenen Eingang als auch einen mit einem zweiten Ausgangsanschluß 55 verbundenen Ausgang besitzt.

Wie oben erwähnt, messen die AND-Sperren 20 und 21, ob die vom Zähler 14 empfangenen Impulse den darin bestehenden Zählstand algebraisch erhöhen oder vermindern. Anschluß 20a der Sperre 20 ist mit dem Ausgang einer NOR-Sperre 56 verbunden, die zwei mit dem Ausgang der Sperre 52 und dem Anschluß 32a verbundene Eingänge aufweist. Anschluß 21a der Sperre 21 ist mit dem Ausgang einer NOR-Sperre 57

BAD CRiGiNAL

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verbunden, die drei entsprechend mit dem Ansohluß 33a, dem Ausgang der Sperre 54 und dem Anschluß 31a verbundene Eingangsansohlüsse besitzt.

Die Steuerung des Ventils 10 erfolgt duroh einen Umkehr-Motor 58, dessen Antrieb mit dem beweglichen feil des Ventils 10 verbunden ist. Den Windungen 59» 60 dieses Motors wird über entsprechende Kontakte 61a, 62a eines Heiais 61, 62, Energie angeführt. Verstärker 63, 64 betätigen Relais 61, entsprechend, wenn Signale von den Klemmen 53, 55 entsprechend empfangen werden.

Zum besseren Verständnis wird das Arbeiten der Schaltung von einer stufe an beschrieben, die zeitmäßig vor der Stufe liegt, in der die Schaltung dargestellt ist. In dieser Stufe nähert sich der Zählstand in Zähler Η dem Wert Null (wie nachstehend erläutert werden wird) und die bistabile Sohaltung 34 ist in eingeschaltetem Zustand, die Schaltungen 30 - 33 im ausgeschalteten Zustand. Es wird festgestellt werden, daß, sobald der Zähler 14 den Wert Null erreicht, ein Impuls von Sperre 22 über Leitung 23 an Sperre 41 gegeben wird. Das Ausgangssignal von Sperre 41 wird dabei beendet und Sperre 40 wird dabei betätigt (dabei wird vorausgesetzt, daß zu diesem Zeitpunkt kein Ausgangssignal beim Anschluß 34b erfolgt). Der Impuls von Sperre 40 hat drei Wirkungen. Erstens wird er vom Verstärker 49 verstärkt und es werden Impulse duroh die Sohalter 16 zu ausgewählten Schaltern der Stromkreise des Zählers 14 gelenkt. Eine Zahl, die dem gewünschten Temperaturwert entspricht, wird dabei in Zähler 14 eingestellt. Zweitens wird

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dit Sohaltung 50 neu eingestellt.

Drittens erreicht der Impuls von der Sperre 40 den Anschluß 3Od. Der Ringzähler weohselt deshalb in den gezeigten Zustand, la wird dann bemerkt werden, daß, solange nun ein Ausgangssignal an Anschluß 34-b vorhanden 1st, kein Ausgangs signal von Bperre 44 möglich ist. Ähnlich verhindert das Ausgangssignal vom Anschluß 30a Impulse von der Sperre 42. Dabei erseugt Sperre 43 ein ununterbrochenes Signal, solange die Sohaltung in diesem Zustand bleibt und der Zählatand des Zählers 14 nicht geändert wird. Es wird jedoch auch festge-•tellt werden, daß Sperre 45 geöffnet ist, da vom Anschluß 34"b kein Ausgangssignal erfolgt, während Sperre 46 geschlossen ist» da vom Ansohluß 34a ein Ausgangasignal gegeben wird. Dabei kann ein Impul· toed Generator 12 zum Zähler 15 abgegeben werden. Dieser Ispuls verursacht ein Leschen, ie a be-■tehtnden Signale beim Anschluß 25 und es gehen keine Signale mehr bei Bperre 36 ein und deshalb erzeugt Sperre 36 ein Signal, um die Schaltung "31 ^i.^aueohalter ^viff, "9"' -tromkreia su schließen.

Dies bewirkt ein sofortiges Ausschalten vom Stromkreis oder Sohaltung 30, sgdaß das bei Sperre 36 gegebene Signal gelöscht wird. Während Sperre 36 ein Signal erzeugte. war Sperre 47 abgeschaltet und dabei wurde ein Signal von Sperre 47a über die leitung 18 gegeben, um den Zähler 15 auf einen Nullzustand' einzustellen. Impulse werden weiterhin vom Generator 12 an dem Zähler 15 abgegeben und die Zählung addiert sich ständig in einem Umfang, der von der Frequenz des Generators 12 abhängt, und damit auch von der Temperatur, die vom Element 11 gemessen wird. In der Zwischenzeit werden zum Zähler 14

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vom Generator 13 mit gleichbleibendem Verhältnis die Impulse über die Sperre 42 weitergegeben (die die Impulse weitergibt, da keine Signale von den Anschlüssen 30a und 34a eintreffen), über die Sperre 43 (die die Impulse weitergibt, da Sperre 44 durch das Signal vom AnsQhluß 34b) verhindert ist, ein Signal zu geben und über die Sperre 21, die die Impulse weitergibt, weil Sperre 57 keine Impulse abgibt (Sperre 52 bleibt wegen des Signals vom Ansohluß 34b geschlossen und Strompreis 32 ist abgeschaltet). Sperre 20 ist andererseits geschlossen, da Sperre 56 ein Signal gibt. So werden die Impulse, die vom Generator 13 empfangen werden, vom festgesetzten Zählstand subtrahiert.

Dieser Zustand hält an, bis das Signal bei Anschluß 29 gelöscht wird. Dies geschieht nach einer Zeitspanne, die sieh etwa mit der mittleren Frequenz des Generatore 12 während dieser Zeitspanne im umgekehrten Sinne verändert. So ist die Zahl, die vom ursprünglichen Zählstand im Zähler 14 subtrahiert wird, etwa umgekehrt proportional zur mittleren Frequenz des Generators 12 während dieser Zeitspanne. Der Zählstand vom Zähler 14 ist deshalb in diesem Zustand von der Frequenz, die der Generator 12 während der vorangegangenen Zeitspanne hatte, abhängig. Es soll hier festgestellt werden, daß, wenn die Frequenz des Generators 12 niedriger als die Frequenz ist, wenn der Parameter den gewünschten Wert erreicht hat, der Zählstand in diesem Zustand negativ ist.

Das Löschen des Signals vom Anschluß 29 veranlaßt die Sperre 37, ein Signal zu erzeugen, sobald Signale bei den Leitungen 19 und 23 nicht mehr eintreffen (wie nachstehend erläutert werden wird). Diee verursacht das Einschalten der Schaltung

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(Stromkreis) 32, wobei Schaltung (Stromkreis) 31 ausgeschaltet wird. Der kurze Impuls, der von Sperre 37 erzeugt wurde, .wird dazu verwendet, um Zähler 15 auf den Nullstand einzustellen und von dem Generator 13 gelangen weiterhin die zu zählenden Impulse in den Zähler« Die Änderungen der Schaltungen 31 und 32 "bewirken auch ein löschen des Signals von Sperre 56 und die Erzeugung eines Signale bei Sperre 57. Dabei wird Sperre 21 geschlossen und Sperre 20 geöffnet.

Der Zähletand von Zähler 14 wird dabei wieder durch Impulse vom Generator 13 erhöht. Das wird fortgesetzt, bie der Anschluß, der durch Schalter 26 gewählt wurde, aufhört, Signale zu geben. So wird die Länge dieser zweiten Periode noch einmal durch die mittlere Frequenz des Generators 12 bestimmt, wobei während der Periode der Stand des Zählers 14 durch eine Zahl, die etwa umgekehrt proportional zur mittlere frequenz des Generators 12 während der zweiten Periode ist., erhöht wird.

Naohdem das Signal von Schalter 26 beendet ist, gibt Sperre 38 ein Signal, sobald keine weiteren Signale von leitung 23 und 19 eintreffen. Schaltung 33 wird eingeschaltet und Schaltung 32 ausgeschaltet, aber Zähler 15 wird nicht neu eingestellt, so daß sich sein Zählstand weiterhin in einem Verhältnis, das von der Frequenz des Generators 12 bestimmt wird, erhöht. Das Signal von Sperre 57 verschwindet und eine Signal wird von Sperre 56 gegeben. So wird Sperre 21 eingeschaltet, Sperre 20 ist abgeschaltet und der Zählstand von Zähler 14 wird wieder durch die Impulse von Generator 13 vermindert.

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"" 14· —

Das wird fortgesetzt, big sioh der Zählstand des Zählers 15 verdoppelt hat gegenüber dem Zustand, als Sperre 33 betätigt wurde, da Schalter 27 immer einen Ansohluß wählt, der in der Binär-Skala um eins höher liegt, als der von Schalter 26 ausgewählte Anschluß. Während der Zeit zwischen der Betätigung der Schalter 26 und 27 wird der Zählstand des Zählers H um eine Zahl, die etwa der Umkehrung der mittleren Frequenz des Generators 12 während der dritten Periode proportional ist, vermindert. Wenn sich die Frequenz des Generators 12 erhöht, dann wird die Restwirkung der zweiten und dritten Periode ein Erhöhen des Zähletandes vom Zähler H verursachen. Wenn andererseits die Frequenz verkleinert wird, wird der Zählstand von Zähler H vermindert.

Der verbleibende Rest in Zähler H ist dabei die Summe von zwei Werten. Einer dieser Werte kann so betrachtet werden, daß er sich mit der Abweichung der gemessenen Frequenz dee Generators 14 von der gewünschten Frequenz ändert. Wenn die beiden Frequenzen gleich sind, dann ist dieser Wert gleioh Null. Wenn die gemessene Frequenz zu niedrig ist, dann wird der Wert negativ, und wenn die gemessene Frequenz zu hoch ist, dann wird der Wert positiv. Der andere Wert kann als ein Maß für die Frequenzänderungsgeschwindigkeit des Generators H während der zweiten und dritten Periode angesehen werden. Wenn die Frequenz zur Erhöhung neigt, dann wird dieser zweite Wert dazu neigen, positiv zu werden. Wenn, andererseits, die Frequenz zur Verkleinerung neigt, dann wird dieser Wert negativ. So wird

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der eigentliche Rückstand, wenn die Frequenz z.B. niedrig iet und eich erhöht, weniger negativ sein, als wenn sie niedrig ist und sich verkleinert. Xn ähnlicher Weise ist der Rttokstand weniger positiv, wenn die Frequenz hoch ist und sieh vermindert, als wenn die Frequenz hoch ist und eich noch erhöht.

Das löschen des Signals am AusgangsansohluB des Schalters 27 bewirkt bei Sperre 39 das Erzeugen eines Signals, wenn von den Leitungen 19 und 23 keine Signale empfangen werden. Das Signal von Sperre 39 schaltet Schaltung 34 ein, die Schaltung 33 ausschaltet· Dies bewirkt verschiedene Änderungen. Zuerst bewirkt das Eintreffen des Signale beim Anschluß 34a sin Schließen der Sperre 46 und dem Zähler 15 werden vom Generator 13 ksins weiteren Impulse geliefert. Das Ausbleiben des Signals bei Anschluß 34b öffnet jedoch Sperre 45 und Impulse werden »un den Zähler 15 vom Generator 13 geliefert» Sperre 42 wird vom Signal von Anschluß 34a angehalten, während Sperre 44 nun so angeordnet ist, daß in Abwesenheit eines Signalee von Sohalter 28 sin Signal erzeugt wird, welches das Löschen eines Signalββ von Sperre 43 bewirkt. Schalter 28 und Zähler 15 bilden in Kombination einen Stromkreis zur Seilung der Frequenz, die Impulse (in der gezeigten Einstellung) eines Zweiunddreißigstels der Frequenz vom Generator 13 erzeugt. Diese Impulse werden dem Zähler 14 geliefert, um einen Rückgang seines Zählstandes auf Null zu bewirken.

Es wird festgestellt werden, daß, während sich Schaltung 31 in eingeschaltetem Zustand befindet und der Zählstand von Zähler 14 durch den Wert Null läuft, ein Signal von Sperre 22 erzeugt

BAD Oiliü<t\AL

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und durch Sperre 51 weitergegeben wird, um den Zustand der Schaltung 50 zu ändern. Wenn in der nächsten Stufe (während Schaltung 32 eingeschaltet ist) der Zählstand wieder durch Null läuft, dann gelangt Schaltung 50 in ihren ursprünglichen Zustand. Eine weitere Änderung kann auftreten, während Schaltung 33 in eingeschaltetem Zustand ist. Dabei bleibt der Zählstand von Zähler 14 positiv, wenn keine Änderung oder zwei Änderungen auftreten. Wenn eine oder drei Änderungen auftreten, dann bleibt der Zählstand negativ.

Im früheren Fall, in der Schlußstufe, (mit Schaltung 34 in eingeschaltetem Zustand) gibt es ein Eingangssignal von Anschluß 50b an Sperre 52. Diese Sperre wird dabei kein Signal erzeugen und Sperre 57 wird ebenfalls kein Signal geben. Dadurch wird Sperre 21 geöffnet, um den Impulsen aus Schalter ein Subtrahieren vom Zählstand des Zählers 14 zu ermöglichen. Gleichzeitig entstehen beim Eingangsanschluß von Sperre 54 ^eine Signale und ein ununterbrochenes Signal erscheint deshalb beim Anschluß 55. Dadurch wird der Motor 60 in einer Richtung angetrieben, um das Ventil 10 zu öffnen oder zu schließen, wie es gerade erforderlich sein wird. Wenn Ventil Dampfstrom durch eine Heizvorrichtung steuert und die Frequenz des Erzeugers 12 mit steigender Temperatur abnimmt, dann wird unter diesen Bedingungen das Ventil 10 geöffnet.

Im letzteren Fall wird Sperre 52 ein Signal geben und die Impulse von Schalter 28 werden über Sperre 20 dem Zähler 14 zugeführt und erhöhen den Zählstand auf Null. Weiterhin wird

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bei Anschluß 53 ein ununterbrochenes Endsignal erzeugt und der Motor 58 wird in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, um das Yentil 10 zu schließen.

Das Einstellen des Ventiles in der gewünschten Richtung wird fortgesetzt, bis Zähler 14 Null registriert, worauf dann der beschriebene Zyklus erneut beginnt.

Die Empfindlichkeit des Kontrollgerätes wird mittels Schalter 28 eingestellt, der die Zeit, die benötigt wird, um den verbleibenden Zählstand zu löschen, regelt. Schalter 26, 27 steuern die Stabilität des G-erätes, indem die entsprechende Größenordnung des zweiten Wertes im verbleibenden Zählstand verändert wird.

Wie oben erwähnt, gibt es eine Möglichkeit, daß der Zählstand des Zählers 14 durch Null läuft, während jede der Schaltungen 31, 32 und 33 in eingeschaltetem Zustand ist. Wird die Zählrichtung geändert, wenn sich der Zähler aus seinem Nullzustand ändert, dann besteht die Gefahr, daß der Wechsel in einem Übergangszustand unterbrochen wird. Die Verbindung der leitung 23 mit den Sperren 37, 38 und 39 verhütet eine solche Möglichkeit, da,' wenn Sperre 22 zu dem Zeitpunkt, an dem eine dieser Sperren gerade betätigt werden soll, ein Signal.erzeugt, die Betätigung verzögert wird, bis das Ausgangssignal von Sperre 22 beendet ist,, Dies gewährleistet auch, wenn ein derartiger Wechsel, wie oben beschrieben, eintritt, daß die Schaltung 50 ihren Zustand zweimal ändert, wohingegen nur ein Wechsel des Zustandes der Schaltung 50 eintreten könnte, wenn der Zähler 14 umkehrbar wäre, während er sich im Nullzählstand befindete

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In ähnlichem Maße ist es auch erwünscht sicherzustellen, daß ein Umkehren des Zählers 14 verhindert wird, solange ein Impuls von Zähler 14 empfangen wird. Dies wird duroh die Verbindung der Leitung 19 mit den Sperren 37, 38 und 39 berücksichtigt.

Das Beispiel, das in Fig. 2 als Diagramm dargestellt ist, besitzt Ausgangsanschlüsse 101, 102, die jeweils den Anschlüssen 53, 55 entsprechen. In diesem Pail wird ein Impulssteuergenerator 103 zusätzlich zu einem Impulsmeßgenerator 104 und einem Bezugsimpulsgenerator 105 verwendet. Generator 103 enthält ein verstellbares Element 106, durch welches die frequenz seiner Signale variiert werden kann. Der Generator 104 besitzt ein variables Element 107, welches auf den zu messenden Parameter anspricht, z.B. auf Temperatur oder Druck. Eine Beeinflussung dieses Elementes bewirkt eine Veränderung der Frequenz von Generator 104.

Ein Zeitregelungszähler 108 ist in die Schaltung eingebaut, dieser Zähler ist umkehrbar wie Zähler 14. Die Ausgangsanschlüsse von Zähler 108 sind, wie gezeigt, mit dem ersten und zweiten Schalter 109, 110 und mit einer NOR-Sperre 111 verbunden. Ein Signalzähler 112 ist ebenfalls umkehrbar, wobei die Ausgangsanschlüsse mit einer NOR-Sperre 113 verbunden sind.

Die verschiedenen Generatoren, Zähler, Schalter, Sperren oder Tore sind durch logische Schaltungen 114 miteinander verbunden, so daß das Gerät nach folgendem Zyklus arbeitet»

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Bei Beginn dee Zyklus stellt ein Impuls beide Zähler 108 und 112 auf den Nullzählstand neu ein. Impulse werden dann vom Generator 105 zum Zähler 108 geleitet und bewirken ein Erhöhen des Zählstandes dieses Zählers, Zur gleichen Zeit werden dem Zähler 112 vom Generator 104 Impulse zugeführt und bewirken ein Erhöhen des Zählstandes dieses Zählers mit einem Verhältnis, das vom Wert des Elementes 107 bestimmt wird. Dies wird fortgeführt, bis der an Schalter 109 angegebene Zählstand erreicht ist. Dies geschieht nach einem Zeitintervall, das der Einstellung von Schalter 109 und der Anzahl der von Zähler 112 empfangenen Impulse direkt proportional ist und deshalb dem Produkt des mittleren Frequenzwertes für diese Periode und der Länge des Intervalle gleich ist.

Durch das Betätigen des Schalters 109 werden an Stelle von Generator 104 Impulse von Generator 103 an Zähler 112 gegeben. Dies wird für ein Intervall fortgeführt, das vom Unterschied zwischen den Einstellungen der Sch«lter 109 und 110 bestimmt wird und am Ende des Intervall« wire! ^? :/ üHhlstand des Zählers 112 um eine Zahl erhöht, die dem Produ!; ; r r>iJi^estellten Frequenz von Generator 103 und der Länge dieses zweiten Intervalls gleich ist.

Bei Betätigung des Schalters 110 werden von Generator 104 dem Zähler 112 Impulse zugeführt, die vom bestehenden Zählstand subtrahiert werden und Impulse von Generator 105 werden vom Zählstand des Zählers 108 subtrahiert. Dies wird fortgesetzt, bis der Zählstand des Zählers 108 wieder bei Null ange-

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langt is1, wobei eine Zeit beansprucht wird, die der Summe der beiden vorangegangenen Intervalle und eine* Zahl, die dem Produkt dor mittleren Frequenz des Generators 104 während der Periode entspricht und die Länge der Periode wird vom Zähl· stand des Zählers 112 abgezogen. Der verbleibende Zähl stand des Zählers 112 ist dabei: TiT₁ λ f*To - T₀(T-, * To) wobei

I Ά c- c. \ c.

T₁ und T₂ die mittleren Frequenzen des Generators 104 während der ersten und letzten Periode bedeuten, T₁ die Länge der ersten Periode und T₀ die Länge der zweiten Periode ist und

-1
f die Frequenz des Generators 103. Dieser Ansatz bedeutet,

\ daß die Summe zweier Glieder nämlich T₂ (fjj, "^₂) ^un^ T-j (T₁ ~ T₂) ^^s^· ^Das erste dieser Glieder hängt vom Unterschied zwischen den Frequenzen der Generatoren 103 und 104 ab und das zweite Glied ist ein Maß für den Geschwindig^eitswechseJ der Frequenz des Generators 104»

In der letzten Stufe wird entweder von Anschluß 101 oder Anschluß 102 ein Ausgangssignal abgegeben (von welchem Anschluß das Signal abgegeben wird, hängt davon ab, ob der verbleibende Zählstand des Zählers 112 positiv oder negativ ist).

In der Zwischenzeit werden dem Zähler 112 vom Generator 105 Impulse geliefert, um den Zählstand auf Hull zurückzuführen. ' Sobald der IJullstand wieder erreicht ist, beginnt der ZyVlus von neuem und es wird festgestellt werden, daß die Länge der Zeit, während ein Ausgangssignal bei Anschluß 101 oder 102 erzeugt wird, von der Größe des verbleibenden Zahl standee bestimmt wird.

Die Empfindlichkeit und Stabilität des Kontrollgerätes

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variiert worden, indem Schalter 1 IO und 10⁽) entsprechend justiert werden.

Das Prinzip, das den EnhuLfc der Erfindung darsteLLt, kann in vieLen Variationen angewendet werden, im Beispiel, das in E¹Ig₀ 1 beochrlebon tut, int z.B, der Zähler 14 umkehrbar» Diese*» Anordnung kann aber auch duroll einen nicht umkehrbaren Zähler ersetzt werden, in Verbindung mit einer Schaltung, die den ZähLsband am Ende einer jeden Stufe ergänzt, Dabei wird oo der erste Vorgang nein, den Zähler auf die Ergänzung des gewännen ten Wertes einzustellen. Wie zuvor werden dann Impulse hinzugezählt und am Ende der ersten Stufe worden aiie bistabilen Schaltungen des Zähtera umgekehrt, um die Ergänzung des Rückstandes zu bewirken. Der Zähler empfängt weiterhin Impulse und eine Ergänzung wiederholt sich am Ende der zweiten und am Ende der dritten Stufe. Der Letzte verbleibende ZähLsband ist der gleiche, als wenn ein Gerät wie in Fig, I gezeigt, verwendet worden wäre.

Weitere Möglichkeiten si nil mit der Verwendung von elektromechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtungen gegeben, um die Zähler und Abschnittsanordnungen zusamraenzvuj teilen»

Obwohl die oben beschriebenen Anordnungen eine Steuerung darstellen, die sowohl auf dem Unterschied zwischen dem Parameter und seinem gewünschten Wort als auch auf dem Verhältniswechsel des Parameters beruhen, beinhaltet die Erfindung auch ein Gerät, das nur auf den Unterschied anspricht. Unter Bezugnahme auf Jj¹ Lg« 2 wird durch das WegLaosen von SchaLter 109 ein derartiges Gerät geschaffen, welches natürlich nur für

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LJteuervorgänge verwendet werden Vami, die eine Übertragungsfunktion aunüben, um groben überuteuorungen entgegenzuwirken»

Day "gleiche Gerät kann auf Wunuoh, nach Durchführung bestimmter Änderungen, zur Steuerung veruchiedener Steuerelemente in Übereinstimmung mit einer Vielzahl verschiedener Meßgeneratoren verwendet worden. I)ioi5 kann gut durchgeführt werden, indem im Gerät ein weiterer Ringzähler eingebaut wird, der so angeordnet iüt, dai3 der Mei3generator das Gerät in aufeinanderfolgenden Zyklen deu Zählern H und die Zähle teuerungen die liege Ie Leinen te im gleichen Zyklus speisen. PUr jedeo Meßgerät wird ea notwendig uein, den ZähLer auf einem anderen Anfangß-//ert einzustellen» Dies kann dadurch erreicht werden, daß Speicher verwendet worden (die sämtlich eingeatelLt werden, Indem z.B. Schalter 16 verwendet wird), wenn daB Gerät auf ein Programm mit bestimmter Basis eingeotellt wird,

Ea kann in einigen Fällen auch erwünscht seLn, die Einstellung eines Steuerelementes zu regeln in Übereinstimmung mit der FunktLon von zwei oder mehreren Parametern* Getrennte Meßgeneratoren werden verwendet und der trt^taizähler wird eingestellt, um dieuen Generatoren hu ermöglichen, dem Gerät während verüohiedener Perioden eines Jeden ZykLus des Zählers Impulse zuzuführen. Ebenso wird es möglich sein, den Bezugsgenerator durch einen Generator mit variabler Frequenz zu ersetzen, deonen Frequenz von einem Parametar bestimmt wird, der sich vom Parameter, der vom Meßgenerator gesteuert wird, unterscheidet.

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Für einige Vorgänge wird festgestellt werden, daß die Stabilität verbessert wird, wenn weitere Formelßüieder zum verbleibenden Zähl stand des Signa]Kühl era mittels zusätzlicher Stufen im Ringzähler und zusätzlicher Wählschalter hinzugefügt werden. Diese Glieder !rönnen als die Darstellung zweiter und höherer Zeitableitungen des Parameters betrachtet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Regeleinrichtung für Arbeitsvorgänge, gekennzeichnet durch eine erste Zähleinrichtung, Mittel« um in genannter Zähleinrichtung einen Zählstand hervorzurufen, der den gewünschten Wert des Parameters entspricht« erste Mittel, einschließlich eines Elementes, das auf den Wert des Parameters anspricht, zur Lieferung eines intermittierenden Signals, dessen mittlere Frequenz vom Wert des Parameters abhängt, Mittel, die dazu dienen, den Zähletand durch eine Zahl, die von der genannten Frequenz abhängt, zu verändern, und schließlich Mittel, die auf den endgültigen, das Regelelement einstellenden Zählstand ansprechen.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites in konstanter Frequenz intermittierendes Signal erzeugendes Mittel vorgesehen ist und Mittel, mit welchen dieses Signal der ersten Zähleinrichtung zugeführt wird, um den Zähletand zu bewirken, wobei eine Näherung an einen vorbestimmten Wert erfolgt und wobei die Zeitspanne für den Wechsel vom genannten endgültigen Wert zum genannten vorbestimmten Wert eine Maßeinheit für die Abweichung des Parameters von seinem gewünschten Wert darstellt.

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2. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Zähleinrichtung, die die Regelung der Arbeitsfolgen der Einrichtung vornimmt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zähleinrichtung eine Vielzahl von binären Einheiten mit einschließt, von denen Jede ein Signal in einer Frequenz erzeugt, die ein Bruchteil der Frequenz benutzt, die sie empfängt, wobei die Anordnung so durchgeführt 1st, daß während des Wechsels vom endgültigen auf den vorbestimmten Wert die der ersten Zähleinrichtung gelieferten Impulse von einer gewählten binären Einheit der zweiten Zähleinrichtung gewonnen werden, während die zweite Zähleinrichtung ein konstantes intermittierendes Frequenzsignal vom zweiten Impulse erzeugenden Mittel empfängt.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Zählstandes des ersten Zählers, um den genannten endgültigen Wert zu erzeugen, durch von den zweiten Impuls erzeugenden Mitteln der ersten Zähleinrichtung eingegebene Impulse gewonnen wird, während der zweiten Zähleinrichtung von den ersten Impuls erzeugenden Mitteln Impulse geliefert werden, wobei weitere Mittel vorhanden sind, die die Lieferung von Impulsen an die erste Zähleinrichtung beenden, wenn die zweite Zähleinrichtung einen vorbestimmten Zählstand erreicht hat.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5# dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die genannte erate Zähleinrichtung umkehrbar ist und wobei weiterhin Mittel zur Umkehrung der ersten Zähleinrichtung vorhanden sind, wenn der endgültige Wert erreicht ist und die Anzahl der zugeführten Impulse den in der ersten Zähleinrichtung zuerst erzeugten Zählatand überschreitet.

7· Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die auf den Zählstand der zweiten Zählvorrichtung ansprechen, die derart angeordnet iat, um den Zählatand dea eraten Zählers zuerst zu vermindern, um einen Zählstand zu erzeugen, der von der Abweichung dea Parameters von seinem gewünschten Zustand abhängig iat und dann für aufeinanderfolgende Perioden erhöht und vermindert wird, um den Zählstand dea eraten Zählara um eine Zahl, die von der Geschwindigkeit dea Wechsels der Veränderung bestimmt wird, zu ändern, so daß in Betrieb der Veratellwert dea Regelelementea von der Abweichung und von der Geschwindigkeit dea Wechsele bestimmt wird.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Läng· der genannten aufeinanderfolgenden Perioden mittels^ Wählvorrichtungen, die mit den binären Einheiten der zweiten Zähleinrichtung zusammenarbeiten, einstellbar iat.

9· Regeleinrichtung nach Anapruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dai dl· genannt· «rat· Zähleinrichtung •in· Vielzahl von zusammenwirkenden binären Einheiten und genannt· Mitt·! enthält, um In der Zähleinrichtung einen dm gewttnachten Wert 4·· Parameters entsprechenden Zählatand an erzeugen, und weiterhin Wählmittel uafalt, durch dl· 41«

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einzelnen binären Einheiten einstellbar Bind.

10. Geräts wie in jedem vorangegangenen Anspruch beansprucht, worin der Zähler, Inpuleerzeugende und andere Mittel elektrisch betrieben werden können.

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